焊接机器人腕小臂结构设计说明书

摘要

介绍了焊接机器人技术发展的历程及我国焊接机器人技术研究的现状和发展前景。针对焊接机器人产业化中涉及到的新型结构本体设计、高性能机器人控制器技术及免维护系统设计等关键技术进行了研究，结合Motomanup-6焊接机器人，介绍了采用谐波齿轮减速器及交流伺服电机等精密传动部件进行机器人小臂和腕部结构设计，使得机器人结构变得越来越简单,传动环节减少，提高了系统的精度，减少维护，同时也简化了生产工艺，降低了生产成本。

我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。汽车是焊接机器人的最大用户，也是最早用户。早在70年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所，合作研制的直角坐标机械手，成功地应用于上海牌轿车底盘的焊接。我国到1997年底仅有焊接机器人500台，多为弧焊和点焊机器人，而且集中于汽车、摩托车和工程机械三个制造行业，因此我国焊接机器人的发展应首先扩大应用数量和应用领域。同时也要尽快建立有我国自主知识产权的机器人生产产业。

关键词：弧焊焊接机器人、小臂腕部结构、交流伺服系统

Abstract

Introduced a welding robot technology development and the history of China's welding robot technology on the status and development prospects. For welding robot involved in the industrialization of the new body structure design, high-performance robot controller technology and maintenance-free system design and other key technologies have been studied, with Motomanup-6 welding robot, introduced the use of harmonic gear reducer AC servo motor and transmission components such as precision robot arm and wrist structural design, makes robots become more and more simple structure, reduce the transmission links, increase the accuracy of the system, reduce maintenance, but also simplified the production process, reducing The cost of production.

China's welding robot application mainly concentrated in the automobile, motorcycle, engineering machinery, railway locomotive, and several other major industries. Motor vehicles are the largest users of robots welding, but also the first users. Back in the late 1970s, Shanghai electric welding machine tool factory and the Shanghai Institute of cooperation in the development of the Cartesian coordinate manipulator, successfully applied to the Shanghai sedan chassis welding. China to the end of 1997 only 500 robot welding, spot welding and more robots for welding, and focus on vehicles, motorcycles and three construction machinery manufacturing industry, the development of China's welding robot should first expand the number of applications and application field. At the same time, as soon as possible the establishment of China's independent intellectual property rights of the robot manufacturing industry.

Keywords：arc welding robot, small arm and wrist structural design, AC servo system

目 录

第一章 前言 (1)

1.1 选题背景 (1)

1.2焊接机器人毕业设计问题的提出 (4)

1.2.1研究的基本内容，拟解决的主要问题 (4)

1.2.2研究步骤、方法 (4)

第二章 焊接机器人结构设计 (6)

2.1小臂腕及结构设计 (6)

2.1.1焊接机器人小臂及腕部结构设计方案 (6)

2.1.2小臂及腕部整体机构的工作原理 (7)

2.2电机的选择 (8)

2.3直齿圆锥齿轮设计： (9)

2.3.1传动比的选择 (9)

2.3.2渐开线直齿圆锥齿轮几何计算 (9)

2.4链的选择及链轮设计

(11)

2.4.1链传动的特点 (11)

2.4.2传动链的分类 (12)

2.4.3链的选择 (13)

2.5轴承的分类介绍 (14)

2.6小臂腕部结构设计中必要的强度校核 (16)

2.6.1圆锥齿轮强度校核 (16)

2.6.2轴的强度校核 (17)

第三章 谐波减速器 (28)

3.1谐波减速器的发展 (28)

3.2谐波减速器的应用 (28)

3.3 谐波减速器的组成及工作原理 (29)

3.3.1柔轮常见的结构形式 (29)

3.3.2波发生器常见的结构型 (30)

3.3.3谐波减速器的工作原理 (30)

3.3.4双刚轮谐波减速器 (32)

3.4谐波齿轮传动特点 (33)

3.5谐波减速器产品系列及结构的特点 (34)

3.6谐波减速器的选择 (35)

3.7谐波减速器的安装使用与维护（本此设计所需系列） (37)

第四章 经济性分析 (38)

致谢 (39)

参 考 文 献 (40)

声明 (42)